工业机器人的控制系统设计开题报告 (116)
(完整word版)机器人的控制系统与仿真开题报告
毕业设计开题报告学生姓名:学号：学院、系：专业：机械设计制造及其自动化设计题目：机器人的控制系统设计与仿真指导教师：2012 年 2 月22 日开题报告填写要求1．开题报告作为毕业设计(论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计（论文)工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2．开题报告内容必须用按信息商务学院教学管理部统一设计的电子文档标准格式（可从教务处或信息商务学院网页上下载）打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见；3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册)。
文中应用参考文献处应标出文献序号,文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；4．学生的“学号”要写全号(如02011401X02)，不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写.如“2004年3月15日”或“2004—03-15”;6。
指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。
毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：毕业设计开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径）:机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用.本课题在查阅收集机器人相关的技术资料和学习控制理论MATLAB编程技术的基础上,对一典型的双关节刚性机械手的数学模型进行了控制方法的研究。
本课题具体完成的主要工作内容如下：（1)收集机器人的相关技术资料,说明机器人的发展和国内外的现状及研究意义。
工业机器人开题报告
二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）
1．研究内容：
①执行机构设计；
②机械传动装置设计
2009.3.26~2009.4.9完成工业机器人机械传动装置设计。
2009.4.10~2009.4.20完成工业机器人控制系统设计。
2009.4.21~2009.4.25完成其它零件的设计。
2009.4.26~2009.5.18完成总体设计,装配图及零件图的绘制。
2009.5.19~2009.5.25设计资料汇总，编写设计说明书、打印及装订。
③控制系统设计
2．预期目标：根据设计要求选定的参数，依照机械的结构和尺寸，进行
计算及校核，总图及零件图的绘制。
查阅国内外相关资料
3．技术方案路线
↓
根据参数确定设计方案
↓
主要零部件的选型设计
↓
各机构的图纸绘制以及总装图的绘制
↓
资料文件的整理编写设计说明书
三、设计（论文）的研究重点及难点：
研究重点：1）工业机器人的执行机构设计
牛b大学本科生毕业设计（论文）开题报告
设计（论Байду номын сангаас）题目
设计（论文）题目来源
横向课题
设计（论文）题目类型
工程设计
起止时间
一、设计（论文）依据及研究意义：
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统( FMS)、自动化工厂( FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与数量,而且保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
《基于plc的工业机械手运动控制系统设计》开题报告
（5）根据控制系统的控制要求和所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况，设计PLC用户程序，此时可采用梯形图、助记符或流程图语言的用户程序。PLC的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互相关，编程时可用编程器或者计算机直接编程、修改，同时也可对PLC的工作状态、特殊功能进行设定。
由于劳力成本的逐步增加以及许多工厂和加工中心工作环境恶劣，采用机械手代替工人进行上下料必然会成为未来的一种发展趋势。欧美等发达国家早已采用机械手来代替人工上下料，从毛坯到加工成成品，整套生产线全部采用机械手来完成，己成为现代加工生产技术的主流发展方向。
三、研究内容、预计创新点和难点
在制造机械制造行业中机器人的更新换代，还有技术发展还是很快的。在本次设计中，设计了机械手控制系统，这样一个机器人的控制系统，该系统使用PLC可编程控制器，详细的介绍了通过PLC控制机械手运动的建模过程，通过这些编程还有设计能够达成的一些功能，实现机械手的运动。
（6）对所设计的PLC程序进行调试和修改，直至PLC完全实现系统所要求的控制功能。
五、主要参考文献
[1] 崔屹嵘, 吕栋腾. 晶圆机械手PLC控制系统的设计与实现[J]. 自动化与仪器仪表, 2019(10):26-29.
[2] 温毅, 李哲宇, 康文凯,等. 一种基于PLC的机械手控制系统设计[J]. 科技视界, 2020(15):3.
（2）被控系统基本动作有上升、下降、左转、右转、加紧、放松。本设计初步设想完成一次单循环机械手需完成八个顺序动作，确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
（3）分配输入、输出设备，即确定哪些外围设备是送信号给PLC的，哪些外围设备是接受来自PLC的信号的，同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应，对I/O进行分配。在此基础上确定PLC的选型，本设计所选择的是西门子S7-200系列PLC
工业机器人机械手及其控制系统设计开题报告
14、Craig, John J. Introduction to robotics
15、Basilio Bona and Aldo Curatella. Identification of Industrial Robot Parameters for Advanced Model-Based Controllers Design Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Barcelona, Spain, April 2005
价格昂贵，适用性不强，所以发展缓慢。此后，由于美国机器人协会、制造工工程师协会积极主动的进行机器人技术推广工作，且美国为了高效生产，适应市场多变的需求，以机器人为核心的柔性自动化生产线恰好有这些优点，所以机器人技术得以迅猛发展。日本机器人的发展经过了20世纪60年代的摇篮期，70年代的实用化时期，以及80年代的普及、提高期3个基本阶段。在1967年，日本东京机械贸易公司首次从美国引进机器人。1968年，日本川崎重工业公司与美国Unimation公司缔结国际技术合作协议，引进机器人。1970年，日本机器人实现国产化。从此，日本进入了开发和应用机器人时期。几年后，美国反而要向日本进口机器人。1983年，美国从日本进口机器人占进口机器人总数的78%。日本政府和企业一直充分信任机器人，大胆使用机器人。在解决劳动力不足、提高生产率、改进产品质量、降低产品成本方面，机器人发挥着越来越显著的作用，成为日本保持经济增长速度和产品竞争能力的不可缺少的队伍。日本在汽车、电子行业大量使用机器人生产，是日本汽车及电子产品生产量猛增，质量日益提高，而制造成本则大幅降低，从而使日本汽车能够以廉价的绝对优势进军号称“汽车王国”的美国市场。据统计，2007年日本机器人的销售额为5850亿日元，其中出口额达到3730亿日元。日本推动机器人发展的主要原因是向海外发展的日本企业数量逐渐增加，同时海外的汽车制造商也开始积极地引进日本机器人。现在，日本机器人主要用于汽车制造业和电子机械产业，而电子机械产品中的电子零件封装、半导体封装、无尘室、组装等领域占了日本机器人销售额的一半。现在日本拥有机器人的总量为美国的7倍。
开题报告范文智能制造中的工业机器人控制与优化策略
开题报告范文智能制造中的工业机器人控制与优化策略开题报告范文：智能制造中的工业机器人控制与优化策略智能制造是当前制造业向更高水平迈进的重要发展方向。
在智能制造中，工业机器人的控制与优化策略起着关键作用。
本文旨在探讨智能制造中工业机器人控制与优化策略的研究现状与发展前景，并提出初步的研究计划，以期为智能制造领域的研究和实践提供参考。
一、工业机器人控制技术的现状分析在智能制造中，工业机器人是执行生产任务的关键装备之一。
工业机器人的控制技术对其精准灵活的运动控制起着决定性作用。
目前，工业机器人控制技术主要分为传统控制方法和先进控制方法两大类。
1. 传统控制方法传统工业机器人控制方法主要包括基于PID控制的位置控制、速度控制和力控制等。
这些方法在控制精度和实时性方面具有一定的优势，但对于复杂的生产环境和任务需求有着一定的不足。
2. 先进控制方法先进控制方法主要包括基于人工智能的控制方法和自适应控制方法。
基于人工智能的控制方法包括神经网络控制、模糊控制和遗传算法控制等，能够模拟人类智能进行复杂的控制决策。
自适应控制方法则通过自学习和自适应调整参数，以适应不确定性和环境变化。
二、工业机器人控制与优化策略研究的关键问题在智能制造背景下，对工业机器人控制与优化策略的研究面临着许多关键问题。
1. 人-机协同控制随着智能制造的发展，工业机器人需要与人类进行高效的合作。
如何实现人-机协同控制是智能制造中亟待解决的问题之一。
借助人工智能和机器学习等方法，可以实现机器人对人类动作和意图的理解与响应。
2. 运动轨迹规划与优化工业机器人的运动轨迹规划对于实现高效生产至关重要。
如何根据生产需求和工作环境，对机器人的运动轨迹进行规划与优化，以实现最佳路径和最短时间完成任务，是一个具有挑战性的问题。
3. 能耗优化与节能控制智能制造倡导可持续发展，对能源的高效利用和节能减排提出了更高要求。
针对工业机器人的能耗优化与节能控制，需要研究新的控制算法和策略，以减少能源消耗，并提高生产效率。
工业机器人开题报告
工业机器人开题报告开题报告一、选题的目的和意义：在工业生产中能代替人做一些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。
广泛采用，不仅可提高产品的质量与产量，而且可以保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本。
因此，研究和设计各种用途的机器人特别是、推广机器人的应用是有现实意义的。
由于具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组部分。
二、国内外研究综述：20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为；60年代初，美国研制成功两种，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台组成了焊接轿车车身的自动生产线。
此后，各工业发达国家都很重视研制和应用。
我国起步于70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。
我国经过20多年的发展已经初具规模。
目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等。
一批国产已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。
一些相关科研机构和企业已掌握了操作机的优化设计制造技术；控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。
一些关键技术已达到或接近世界水平。
虽然中国的产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。
从市场占有率来说，更无法相提并论。
很多核心技术，目前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。
机器人开题报告
机器人开题报告机器人开题报告一、引言机器人作为一种新兴的科技产品，近年来受到了广泛的关注和研究。
它的出现不仅改变了人们的生活方式，也对社会产生了深远的影响。
本文将从机器人的定义、发展历程、应用领域以及未来发展趋势等方面进行探讨，旨在全面了解机器人的现状和未来发展方向。
二、机器人的定义和分类机器人是指能够自主执行任务的人工智能系统。
它们通过传感器获取环境信息，经过计算和决策后，能够执行各种工作，甚至替代人类完成一些危险或繁重的工作。
根据其功能和形态特征，机器人可以分为工业机器人、服务机器人、军事机器人等多个类别。
三、机器人的发展历程机器人的发展可以追溯到20世纪初。
最早的机器人是由人们根据生物学原理和机械工程知识设计制造的。
随着计算机技术的发展，机器人的智能化水平不断提高。
20世纪60年代，工业机器人开始应用于汽车制造领域，极大地提高了生产效率。
随后，服务机器人逐渐兴起，应用于医疗、教育、餐饮等领域。
近年来，军事机器人也得到了快速发展，成为军事力量的重要组成部分。
四、机器人的应用领域机器人的应用领域非常广泛。
在工业领域，机器人可以完成装配、焊接、搬运等重复性工作，提高生产效率和质量。
在服务领域，机器人可以扮演导游、陪伴、照料老人、教育儿童等角色，减轻人力压力，改善生活质量。
在医疗领域，机器人可以进行手术、康复训练等操作，提高医疗水平。
此外，机器人还可以应用于军事、探险、科研等领域，发挥重要作用。
五、机器人的挑战和未来发展趋势虽然机器人在各个领域都取得了一定的进展，但仍然面临着一些挑战。
首先，机器人的成本较高，限制了其大规模应用。
其次，机器人的智能化水平仍有待提高，需要更加先进的算法和技术支持。
此外，机器人的安全性和伦理问题也需要引起重视。
未来，机器人的发展将呈现以下趋势。
首先，机器人将更加智能化，具备更强的学习和适应能力。
其次，机器人将更加多样化，形态和功能将更加丰富。
例如，柔性机器人、仿生机器人等将成为研究热点。
工业机器人的控制系统设计开题报告 (116)
学号: ********开题报告工业机器人的控制系统设计1：背景1.1机器人在工业生产的广泛应用自从20 世纪60 年代初人类创造了第一台工业机器人以后，机器人就显示出它极大的生命力，经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。
在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。
如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。
目前，汽车制造业是制造业所有行业中人均拥有工业机器人密度最高的行业，如，2004 年德国制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量为162 台，而在汽车制造业中每1 万名工人中拥有工业机器人的数量则为1140 台；意大利的这一数值更能说明问题，2004 年意大利制造业中每1 万名工人中拥有工业机器人的数量为123台，而在汽车制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量则高达1600 台。
随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。
在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。
2005 年，亚洲地区电子电气行业对工业机器人的需求仅次于汽车及汽车零部件制造业，其占所有行业总需求的比例为31%；而在欧洲地区橡胶及塑料工业对工业机器人的需求则远远超过电子电气行业而排名第二位；美洲地区由于汽车及汽车零部件制造业对工业机器人的需求遥遥领先，所以金属制品业(包括机械)、橡胶及塑料工业以及电子电气行业对工业机器人的需求比例相当，均在7% 左右。
另外诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。
此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例。
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学号: ********
开题报告
工业机器人的控制系统设计
1：背景
1.1机器人在工业生产的广泛应用
自从20 世纪60 年代初人类创造了第一台工业机器人以后，机器人就显示出它极大的生命力，经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。
在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。
如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。
目前，汽车制造业是制造业所有行业中人均拥有工业机器人密度最高的行业，如，2004 年德国制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量为162 台，而在汽车制造业中每1 万名工人中拥有工业机器人的数量则为1140 台；意大利的这一数值更能说明问题，2004 年意大利制造业中每1 万名工人中拥有工业机器人的数量为123台，而在汽车制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量则高达1600 台。
随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。
在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。
2005 年，亚洲地区电子电气行业对工业机器人的需求仅次于汽车及汽车零部件制造业，其占所有行业总需求的比例为31%；而在欧洲地区橡胶及塑料工业对工业机器人的需求则远远超过电子电气行业而排名第二位；美洲地区由于汽车及汽车零部件制造业对工业机器人的需求遥遥领先，所以金属制品业(包括机械)、橡胶及塑料工业以及电子电气行业对工业机器人的需求比例相当，均在7% 左右。
另外诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。
此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实
例。
机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。
而且，随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩，未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活，其市场的繁荣兴旺将指日可待。
1.2工业机器人的发展趋势
新的市场和新的需求为工业机器人的发展提供了新的机遇。
敏捷制造的基本思想是企业能迅速将其组织和装备重组,快速响应市场变化,生产出满足用户需求的个性化产品。
敏捷制造要求企业底层的生产设备具有柔性和可动态重组的能力。
机器人是一种具有高度柔性的自动化生产设备。
如果我们站在更高的层次,将机器人视为一种有“感知、思维和行动”的机器,那么,敏捷生产设备就应当是新一代机器人化的机器。
这将为工业机器人的发展提出更高的要求。
这要求着工业机器人朝着以下几种方式发展。
朝着标准化方向发展
提高运动速度和运动精度,减轻重量和减少安装占用空间,必将导致工业机器人功能部件的标准化和模块组合化(它可以分为机械模块、信息检测模块、和控制模块等) ,降低制造成本和提高可靠性。
近年来,世界各国注意发展组合式机器人。
它是采用标准化的组合件拼装而成的。
目前,国外已经研制和生产了各种不同的标准组件。
除了机器人用的各种伺服电机、传感器外,手臂、手腕和机身的结构也已经标准化了,如臂伸缩轴、臂升降轴、臂俯仰轴、臂摆动轴;转轴、摆动轴、固定台身、机座、移动轴。
研究新型机器人结构
随着工业机器人作业精度的提高和作业环境的复杂化,应开发新型微动机构保证动作;开发多关节、多自由度的手臂和手指,研制新型的行走机构等以适应复杂的作业环境。
朝着智能化方向发展
在多品种,小批量生产的柔性制造自动化技术中,特别是机器人自动装配技术中,工业机器人对外部环境和对象物体有自适应能力,即具有一定的“智能”,是指机器人具有感觉、知觉等,即有很强的检测功能和判断功能。
为此,必须开发类似人类感觉器官的传感器(如触觉传感器、视觉传感器、测距传感器等) ,发展多传感器的信息融合技术。
通过各种传感器得到关
于工作对象和外部环境的信息,以及信息库中存储的数据、经验、规划的资料,以完成模式识别，用“专家系统”等智能系统进行问题求解,动作规划。
研究机器人协作控制
先进制造技术的发展对协作机器人学的研究与发展起着积极的促进作用。
随着先进制造技术的发展,工业机器人已从当初的柔性上、下料装置正在成为高度柔性、高效率和可重组的装配、制造和加工系统中的生产设备。
在这样的生产线上,机器人是作为一个群体工作的,不论每个机器人在生产线上起什么作用,它总是作为系统中的一员而存的,要从组成敏捷制造生产系统的观点出发，来研究工业机器人的进一步发展。
而面向先进制造环境的机器人柔性装配系统和机器人加工系统中,不仅有多机器人的集成,还有机器人与生产线、周边设备、生产管理系统以及人的集成。
因此,以系统的观点来发展新的机器人控制系统，有大量的理论与实践的工作要做。
主要的研究内容
此次主要研究国内外机械手发展现状，通过学习机器手的工作原理，熟悉搬运机械手的运动机型。
在此基础上，确定了搬运机械手的基本系统结构，对搬运机械手的运动进行了简单的力学模型分析，完成了机械手机械方面设计（包括传动部分、执行部分、驱动部分）和机器人的控制系统
2 机器人的控制
2.1、PLC的原理
PLC就相当于机器的大脑，我们编的程序就相当于人所撑握的知识与规则。
机器就相当于人的躯体，用来执行PLC的各种动作。
电，气，液等就相当于人的肌肉与神经，PLC发出指令，通过电，气，液等将能量传给机器，机器就执行。
传感器将外界情况反馈给PLC,就相当于人的眼，鼻等，将外界事物反馈给大脑。
也就是说拿一个人或者动物来打比方，PLC 就是大脑，PLC跟机器的结合就相当于人的大脑跟躯体的结合，,只是人的大脑里面的程序比PLC要复杂得多，但是人的大脑的灵敏度及准确性不及PLC。
可编程控制器( PLC) 自动控制装置,是一种嵌入式的工控机,它以顺序控制为主，调节为辅，能完成逻辑判断、定时、计数记忆和算术运算等功能。
既能进行开关量控制，又能进行模拟量控制，还具有通信功能。
在单台设备自动化、多台设备自动化和整个工厂的生产过程中，PLC 发挥着重要作用。
2.2、PLC控制系统的优势
1可靠性高，抗干扰能力强
2配套齐全，功能完善，适用性强
3易学易用，深受工程技术人员欢迎
4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
5体积小，重量轻，能耗低
3研究方法，手段和步骤
1、研究机械手的机构
2、机械手的驱动，传动方式的选择
3、控制系统模式的选择
4、控制系统软件的选择和操作
5、编写PLC控制程序，要求仿真演示
5、误差和性能提升的分析。